Главная > Дифференциальная геометрия: первое знакомство
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

2°. Опускание и поднятие индексов

В случае, когда в пространстве задана метрика, появляется возможность переводить ковариантные индексы в контравариантные и наоборот. Тем самым принципиальное различие между ними как бы исчезает.

Пусть метрика пространства Рассмотрим тензор

типа где Тензор типа можно построить по следующему правилу:

т. е. сверткой произведения метрического тензора и исходного тензора

Правило (3) называется опусканием верхнего индекса

Аналогично вводится правило поднятия нижнего индекса

УТВЕРЖДЕНИЕ. Если опустить индекс, а затем поднять его, то получится исходный тензор.

Поднимая у тензора, стоящего в левой части формулы (1), индекс получаем

Ясно, что опустить (поднять) можно любой верхний (нижний) индекс.

Примеры.

(1). Пусть - обычное скалярное произведение. Компоненты тензора типа можно использовать как (контравариантные) координаты вектора

Рис. 1. Ковариантные и контравариантные координаты вектора

Опуская индекс, получаем

Таким образом, опускание индекса у координаты вектора х приводит к скалярной проекции этого вектора на вектор базиса. Это ковариантная координата вектора х (рис. 1).

Заметим, что

(2) Тензор типа можно рассматривать как линейный оператор в пространстве Если задана метрика то верхний индекс можно опустить:

Тем самым получается тензор типа определяющий билинейную форму

Обратно: поднятием индекса у тензора типа можно построить линейный оператор.

Мы уже отмечали, что место индексов (вверху или внизу) и порядок их расположения при задании тензора существенны. Поэтому при проведении операции опускания (или поднятия) индекса возникает естественный вопрос: на какое место следует поставить опускаемый индекс? Обычно поступают так: места индексов, верхних и нижних, нумеруются в совокупности.

Рассмотрим, например, тензор типа и занумеруем его индексы следующим образом: 1-й индекс — ковариантный, 2-й и 3-й — контравариантные, 4-й — ковариантный. Это можно записать так:

Таким образом, если 2-й индекс стоит вверху, то 2-е место снизу остается пустым. Тогда, поднимая или опуская индекс, мы ставим его на заготовленное свободное место. Опуская, например, 3-й индекс, получаем

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru